Trong giai đoạn đổi mới đất nước ta đang chuyển mình và phát triển mạnh mẽ. Sự gia tăng sản xuất đã làm cho các nhà máy được xây dựng ngày càng nhiều. Theo dòng thời gian, những công nghệ, kỹ thuật tiên tiến trên thế giới đã dần được chuyển giao và ứng dụng vào trong các nhà máy sản xuất ở nước ta. Quá trình sản xuất thủ công chủ yếu bằng sức người đã trở thành cơ giới hóa và đến nay đang trong quá trình tự động hóa quá trình sản xuất. Hiện nay, trong các nhà máy trong nước, dù nhỏ hay lớn, hầu hết các dây chuyền sản xuất đều được điều khiển bằng hệ thống PLC (Programable Logic Controller). Các hãng sản xuất PLC thường gặp như Omron, Siemens, Allen Bradley hay những hãng khác ít gặp hơn ở nước ta như GE Fanuc, HIMA, LG, đều luôn tìm cách mở rộng và phát triển thị trường sang Việt Nam; từ việc tăng cường tiếp thị và mở rộng mạng lưới phân phối cho tới việc hỗ trợ cho các tổ chức giáo dục, đào tạo nhằm đưa sản phẩm của mình tiếp cận với lực lượng lao động tiềm năng. Bên cạnh đấy, đối với các nhà máy có quy mô lớn, sử dụng hệ thống DCS (Distributed Control System) để điều khiển quá trình sản xuất đã trở nên phổ biến. Cụ thể, các hệ thống DCS của các hãng Siemens, Yokogawa, Honeywell, ABB. đã được đã được triển khai tại khắp các nhà máy phân bố đều trên nước ta. Tuy nhiên, do đặc điểm của hầu hết các hệ DCS truyền thống mới chỉ hỗ trợ các phương pháp điều khiển đơn biến, quá trình công nghệ được phân nhỏ ra thành từng quá trình đơn lẻ (hệ SISO: single input single output) và các quá trình con này được điều chỉnh chủ yếu bằng bộ điều khiển PID. Tức là, các giải thuật điều khiển trong hệ thống DCS chủ yếu là sự phối hợp giữa các vòng PID với nhau hay với các thuật giải điều khiển khác như điều khiển tỉ lệ (ratio control), điều khiển phân vùng (split-range control), điều khiển lựa chọn (selective control) hoặc phối hợp với điều khiển logic (discrete control). Một quá trình công nghệ thông thường là hệ thống nhiều đại lượng vào/ra và các đại lượng này có tác động tương hỗ lẫn nhau (hệ MIMO: multi-input multi-output) cho nên việc phân tách một hệ MIMO thành các hệ SISO sẽ làm các bộ PID không đủ khả năng điều khiển quá trình công nghệ với chất lượng tốt nhất và từ đó làm giảm hiệu suất của quá trình sản xuất. Để khắc phục nhược điểm này của các hệ DCS truyền thống, các nhà sản xuất hệ thống điều khiển đưa ra một giải pháp đó là bổ sung hệ thống APC (Advanced Process Control) phía trên hệ thống DCS. APC là một hệ thống phân tích quá trình công nghệ theo quan điểm đa biến vào/ra (MIMO), từ đó tìm ra mối quan hệ giữa các biến ngõ vào và các biến ngõ ra để chọn ra sách lược điều khiển thích hợp nhằm điều khiển tối ưu quá trình công nghệ, nâng cao hiệu suất của quá trình sản xuất. Tuy nhiên, chi phí cho hệ thống APC rất cao (từ 50% đến 100% giá của hệ thống DCS) và các thuật giải tối ưu phải được thiết kế riêng cho từng quá trình công nghệ. Mới đây, với sự ra đời của các thế hệ DCS mới hỗ trợ các thuật toán điều khiển cao cấp, việc thiết kế và cài đặt các bộ điều khiển đa biến có thể thực hiện ngay trên trạm DCS, giảm chi phí cho một hệ APC tách riêng. Như vậy, việc xây dựng một mô hình đa biến vào/ra mô tả sự tương tác (thẳng và chéo) giữa các biến ở ngõ vào và các biến ở ngõ ra của một quá trình công nghệ là nhu cầu cần thiết và là yêu cầu quan trọng cần phải thực hiện nếu ta muốn thực hiện tối ưu quá trình công nghệ. Ngày nay, quá trình xây dựng mô hình động học của quá trình được thực hiện chủ yếu dựa trên dữ liệu thực nghiệm thu thập được từ quá trình, cùng với quan điểm nhận dạng là xem quá trình như một hộp đen (black-box). Dữ liệu thực nghiệm dùng để nhận dạng này có thể được thu thập theo kiểu vòng hở hoặc vòng kín. Đối với kiểu thu thập dữ liệu theo kiểu vòng hở, đối tượng (quá trình) cần phải được tách ra khỏi các vòng điều khiển. Một sự thay đổi ở đầu vào sẽ làm thay đổi ở đầu ra và dữ liệu này sẽ được ghi nhận để làm dữ liệu nhận dạng. Tuy nhiên đối với nhiều quá trình công nghiệp điều này sẽ gặp trở ngại bởi: i. Việc chủ động đưa tín hiệu ở ngõ vào với biên độ đủ lớn có thể làm cho các thông số quá trình vượt qua khỏi phạm vi làm việc cho phép và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, hoặc tệ hơn nếu quá trình không ổn định hoặc có độ ổn định kém thì có thể xảy ra trường hợp không kiểm soát được quá trình dẫn đến ngừng sản xuất hoặc xảy ra tai nạn (nếu hệ thống điều khiển không có chế độ bảo vệ tốt). Còn nếu vận hành cả quá trình sản xuất chỉ để thu thập dữ liệu thì chi phí quá lớn, điều này làm cho quá trình nhận dạng không có ý nghĩa về khía cạnh kinh tế. ii. Vì thông thường đối tượng được nhận dạng là đối tượng có vai trò quan trọng trong một quá trình sản xuất nên việc thuyết phục lực lượng vận hành thu thập dữ liệu bằng cách tách quá trình ra khỏi hệ thống điều khiển như đề cập ở i. sẽ rất ít khi được chấp thuận. Như vậy, yêu cầu vận hành cho thấy việc thu thập dữ liệu cần phải thõa mãn rằng không gây ảnh hưởng lên quá trình sản xuất hoặc có ảnh hưởng nhưng không đáng kể đủ để duy trì được chất lượng sản phẩm đầu ra hoặc chi phí nhận dạng vừa phải. Do đó, việc duy trì hệ thống điều khiển trong vòng kín khi thực hiện nhận dạng để quá trình công nghệ vẫn có thể vận hành bình thường là điều đáng được xem xét. Khi đó, những tác động và can thiệp vừa phải vào hệ thống điều khiển được thực hiện để tạo những thay đổi ở các biến ngõ vào và biến ngõ ra sẽ cho ta bộ dữ liệu dùng để nhận dạng. Thế nên, một ưu điểm quan trọng của việc thực hiện nhận dạng như mô tả ở trên đó là dễ dàng duy trì hệ thống làm việc trong điều kiện phạm vi cho phép khi tiến hành, ngay cả khi sử dụng tín hiệu kích thích chủ động. Phương pháp nhận dạng như mô tả ở trên được gọi là nhận dạng trong vòng kín. Dựa vào ý tưởng chủ đạo là nhận dạng quá trình theo quan điểm MIMO để từ đó thiết kế thuật giải điều khiển tối ưu cho quá trình công nghệ, tác giả xác định mục tiêu nghiên cứu của mình là nhận dạng và thiết lập mô hình động học cho quá trình sản xuất trong lúc đang vận hành, mà ứng dụng cụ thể ở đây là lò hơi sản xuất hơi nước quá nhiệt tại nhà máy Đạm Phú Mỹ. Tên đề tài: Xây dựng mô hình động học cho lò hơi trong nhà máy Đạm Phú Mỹ. Cơ sở lý thuyết: Sử dụng lý thuyết nhận dạng. Yêu cầu: Xây dựng được mô hình động học lò hơi Nội dung: – Xác định phương án nhận dạng. – Thu thập dữ liệu thực tế – Xây dựng mô hình từ dữ liệu thu thập được